Influence of Heterogeneous Ion-Exchange Membranes Composition on Their Structure and Transport Properties

V. I. Vasilieva; Васильева В. И.; E. E. Meshcheryakova; Мещерякова Е. Е.; I. V. Falina; Фалина И. В.; N. A. Kononenko; Кононенко Н. А.; M. A. Brovkina; Бровкина М. А.; E. M. Akberova; Акберова Э. М.

doi:10.31857/S2218117223030082

Влияние состава гетерогенных ионообменных мембран на их структуру и электротранспортные свойства

Авторы: Васильева В.И.¹, Мещерякова Е.Е.², Фалина И.В.², Кононенко Н.А.², Бровкина М.А.², Акберова Э.М.¹
Учреждения:
1. ФГБОУ ВО “Воронежский государственный университет”
2. ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”,
Выпуск: Том 13, № 3 (2023)
Страницы: 163-171
Раздел: Статьи
URL: https://vestnikugrasu.org/2218-1172/article/view/674338
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223030082
EDN: https://elibrary.ru/ESVRBD
ID: 674338

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы физико-химические свойства экспериментальных гетерогенных мембран МК-40 и МА-41 с разным соотношением ионообменной смолы и полиэтилена в их составе. Показано, что при уменьшении содержания ионообменной смолы в гетерогенной мембране от 69 до 55% в интервале концентраций равновесного раствора NaCl от 0.01 до 1 М удельная электропроводность катионообменных мембран уменьшается более чем в 3 раза, а анионообменных мембран в 2 раза. Установлено, что диффузионная проницаемость анионообменных мембран более чувствительна к их составу и закономерно увеличивается с возрастанием доли ионообменной смолы в композиции. Информация о влиянии состава гетерогенной мембраны на ее структуру, полученная методом эталонной контактной порометрии, дополнена расчетом транспортно-структурных параметров в рамках двухфазной микрогетерогенной и расширенной трехпроводной моделей ионообменной мембраны.

Ключевые слова

гетерогенная ионообменная мембрана, удельная электропроводность, диффузионная проницаемость, распределение пор по радиусам, модельное описание

Список литературы

Yaqub M., Lee W. // Science of the Total Environment. 2019. V. 681. P. 551.
Havelka J., Fárová H., Jiříček T., Kotala T., Kroupa J. // Water Science & Technology. 2019. V. 79. № 8. P. 1580.
Doornbusch G.J., Tedesco M., Post J.W., Borneman Z., Nijmeijer K. // Desalination. 2019. V. 464. P. 105.
Kariduraganavar M.Y., Nagarale R.K., Kittur A.A., Kulkarni S.S. // Desalination. 2006. V. 197. P. 225.
Thakur A.K., Malmali M. // J. Environmental Chemical Engineering. 2022. V. 10. P. 108295.
Golubenko D., Karavanova Yu., Yaroslavtsev A. // J. Electroanalytical Chemistry. 2016. V. 777. P. 1.
Ионитовые мембраны. Грануляты. Порошки. Каталог. М.: Изд. НИИТЭХИМ, 1977. 32 с.
Протасов К.В., Шкирская С.А., Березина Н.П., Заболоцкий В.И. // Электрохимия. 2010. Т. 46. № 10. С. 1131.
Juvea J.-M.A., Munk F., Christensena S., Wang Yo., Wei Z. // Chemical Engineering J. 2022. V. 435. № 2. P. 134857.
Belova E., Lopatkova G., Pismenskaya N., Nikonenko V., Larchet Ch. // Desalination. 2006. V. 199. P. 59.
Никоненко В.В., Мареев С.А., Письменская Н.Д., Узденова А.М., Коваленко А.В., Уртенов М.Х., Пурсели Ж. // Электрохимия. 2017. Т. 53. № 10. С. 1266.
Hosseini S.M., Madaeni S.S., Khodabakhshi A.R. // J. Membr. Sci. 2010. V. 351. P. 178.
Schauer J., Hnát J., Brozová L. et al. // J. Membr. Sci. 2012. V. 401. P. 83.
Vobecká L., Svoboda M., Beneš J., Belloň T., Slouka Z. // J. Membr. Sci. 2018. V. 559. P. 127.
Xu T. // J. Membr. Sci. 2005. V. 263. P. 1.
Akberova E.M., Vasil’eva V.I. // Electrochemistry Communications. 2020. V. 111. P. 106659.
Гнусин Н.П., Березина Н.П., Демина О.А., Дворкина Г.А. // Электрохимия. 1997. Т. 33. № 11. С. 1342.
Falina I.V., Demina O.A., Kononenko N.A., Annikova L.A. // J. Solid State Electrochem. 2017. V. 21. P. 767.
Салдадзе К.М., Пашков А.Б., Титов В.С. Ионообменные высокомолекулярные соединения М.: Госхимиздат, 1960. 356 с.
ГОСТ 20255.1-89 Метод определения статической обменной емкости.
Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A., Gnusin N.P. // Advances Colloid Interface Sci. 2008. V.139. P. 3.
Rouquerol J., Baron G., Denoyel R., Giesche H., Groen J., Klobes P., Levitz P., Neimark A.V., Rigby S., Skudas R., Sing K., Thommes M., Unger K. // Pure Appl. Chem. 2012. V. 84. P. 107.
Volfkovich Yu., Filippov A., Bagotsky V. // Structural Properties of Porous Materials and Powders Used in Different Fields of Science and Technology. Springer London. 2014. 328 p.
Kononenko N., Nikonenko V., Grande D., Larchet C., Dammak L., Fomenko M., Volfkovich Yu. // Advances in Colloid and Interface Science. 2017. V. 246. P. 196.
Zabolotsky V.I., Nikonenko V.V. // J. Membr. Sci. 1993. V. 79. P. 181.
Демина О.А., Кононенко Н.А., Фалина И.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2014. Т. 4. № 2. С. 83.
Le X.T. // J. Colloid and Interface Science. 2008. V. 325. P. 215.
Письменская Н.Д., Невакшенова Е.Е., Никоненко В.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2018 Т. 8. № 3. 147.
Козадерова О.А., Ким К.Б., Нифталиев С.И // Сорбционные и хроматографические процессы. 2018. Т. 18. № 6. С. 873.
Перегончая О.В., Котов В.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2005. Т. 5. № 5. С. 736.
Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. М.: Наука, 1996. 393 с.
Niftaliev S.I., Kozaderova O.A., Kim K.B. // J. Electroanalytical Chemistry. 2017. V. 794. P. 58.
Gohil G.S., Shahi V.K., Rangarajan R. // J. Membr. Sci. 2004. V. 240. P. 211.